Ngày 28 tháng 8 năm 1964, Ủy ban hành chính tỉnh Lai Châu ra Quyết định số 664/TCCB về việc chuyển thị trấn Mường Lay của huyện Mường Lay trực thuộc tỉnh quản lý. Đến ngày 2 tháng 9 năm 1964, thị trấn Mường Lay được đổi tên thành thị trấn Lai Châu.[1]
Năm 1967, để phục vụ giao thông từ cửa khẩu Ma Lù Thàng về xuôi, Cầu Hang Tôm được xây dựng bắc qua đoạn Sông Đà ở phía đông thị trấn. Công trình xây dựng cầu có sự hỗ trợ của chuyên gia và công nhân Trung Quốc. Khi Trung Quốc xảy ra cách mạng văn hóa năm 1968, các chuyên gia và công nhân của họ cũng được rút về nước. Khi khánh thành năm 1973, chiếc cầu trở thành cầu treo dây văng lớn nhất Việt Nam và Đông Nam Á khi đó. Lễ khánh thành cầu trở thành một sự kiện trọng đại thu hút hàng ngàn người dân ở các vùng lân cận về xem.[6]
Ngày 8 tháng 10 năm 1971, Hội đồng Chính phủ ra Quyết định số 189-CP về thành lập thị xã Lai Châu thuộc tỉnh Lai Châu. Theo đó, thành lập thị xã Lai Châu trên cơ sở sáp nhập thị trấn Lai Châu trực thuộc tỉnh; xã Lay Cang (trừ bản Pháy Mảy sáp nhập vào xã Sá Tổng), xã Lay Tở (trừ bản Nậm Ty sáp nhập vào xã Nậm Hàng) và bản Nậm Cản (xã Lay Nưa) thuộc huyện Mường Lay.[1]
T